本发明属于瓷砖,具体涉及一种柔抛防污瓷砖及其制备方法。
背景技术:
1、随着人们居住环境的不断改善与审美标准的提升,家居装修材料的选择已不再仅仅局限于实用与耐用,更加注重其对人体健康、心理感受及环境协调性的综合影响。陶瓷板材,作为室内外装饰的重要材料之一,其光泽度的优化成为了行业关注的焦点。消费者越来越倾向于那些既能彰显品味,又能营造温馨舒适氛围,同时兼顾环保与健康的产品。
2、传统陶瓷砖的光泽处理往往依赖于高强度的抛光工艺,这种处理方式虽能赋予瓷砖极高的镜面效果,但也带来了不容忽视的光污染问题,长时间处于这样的环境下,容易导致人眼疲劳,甚至影响视力健康。目前,通过柔抛技术的使用代替传统抛光工艺可以实现对瓷砖表面微结构的精细控制,从而在保持一定光泽度的同时,大幅降低反射光的强度,营造出柔和舒适的视觉感受。然而,现有柔光陶瓷砖的生产工艺存在抛磨不均匀、破坏釉面晶体结构、防污性能较差等缺点。因此开发一种柔抛防污瓷砖,用于解决现有技术中柔光瓷砖防污性能较差的技术问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种柔抛防污瓷砖及其制备方法,用于解决现有技术中柔光瓷砖的防污性能较差的技术问题。
2、为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:本发明提供一种柔抛防污瓷砖,由下至上依次包括坯体层、底釉层、图案层、保护釉层和抗菌蛋白偶联防污涂层;坯体层以重量份计包括以下原料:陶瓷回收料42~46份、高岭土20~45份、白云石32~35份、硅灰石26~28份、钠长石25~32份、钾长石12~16份、高铝粘土15~30份和改性蛇纹石20~25份;底釉层以重量份计包括以下原料:钠长石22~35份、钾长石12~26份、石英砂12~25份、氧化镁3~6份和氧化铝2~8份;保护釉层以重量份计包括以下原料:熔块35~43份、悬浮胶水52~65份、聚乙烯蜡乳液3~6份、渗透剂1~2份、钠长石6~8份、钾长石6~8份、石英5~10份、烧滑石2~4份、碳酸钡2~3份、煅烧氧化锌4~5份和高岭土3~8份。
3、进一步地,所述陶瓷回收料以重量份计包括以下原料:50~60wt%陶瓷废料、5~30wt%粘土、5~20wt%石英砂、5~10wt%长石和5~10wt%添加物;所述添加物为滑石、白云石、硼砂、硼酸、氧化铁和氧化铝中的一种或多种。
4、进一步地,所述改性蛇纹石制备时将蛇纹石粉碎至50~80μm,以2~3℃/min的速度加热至温度为470~500℃,保温50~70min,再以1.2~2.0℃/min的速度加热至1100~1200℃,再加入与蛇纹石等重量的浓度为80~95mg/l的铝酸钠溶液,混合均匀,保温40~60min,自然冷却至室温,得到改性蛇纹石。
5、进一步地,所述熔块的目数为300~700目;所述渗透剂为椰油酰胺丙基甜菜碱、聚氧乙烯烷醇酰胺、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的一种或多种。
6、进一步地,所述抗菌蛋白偶联防污涂层的制备,包括如下步骤:
7、s1、制备偶联物1:将抗菌蛋白先用dmso溶解,再加入去离子水,得到抗菌蛋白溶液;将n-琥珀酰亚胺-3-(2-吡啶基二硫代)丙酸酯溶解在dmso中,得到spdp的dmso溶液;将spdp的dmso溶液加入到抗菌蛋白溶液中,并在室温下搅拌,用去离子水透析纯化,冻干后,得到纯净的偶联物1;
8、s2、制备偶联物2:将偶联物1和聚乙二醇甲基丙烯酸酯溶于去离子水中,氩气下鼓泡,得到混合液1,在另一个烧瓶中,加入氯化铜溶液,再加入抗坏血酸钠和hmteta配体,然后将溶液混合,室温下反应,透析纯化后,并将其冻干,得到偶联物2;
9、s3、将偶联物2配置成偶联物2溶液后与乙醇混合,得到抗菌蛋白偶联防污涂层。
10、进一步地,s1中,所述抗菌蛋白为乳过氧化物酶、溶葡萄球菌酶,抗菌蛋白溶液的浓度为4~6mg/ml,n-琥珀酰亚胺-3-(2-吡啶基二硫代)丙酸酯的dmso溶液的浓度为140~155mg/ml,抗菌蛋白溶液与spdp的dmso溶液混合的体积比为200:1,室温下搅拌2~3h。
11、进一步地,s2中,聚乙二醇甲基丙烯酸酯的peg链中乙二醇单元的数量为5,偶联物1与聚乙二醇甲基丙烯酸酯的重量之比为15:(26~28),偶联物1与聚乙二醇甲基丙烯酸酯的浓度分别为1.3~1.5mg/ml、2.7~2.8mg/ml,氩气下鼓泡45~50min;混合液1、氯化铜溶液、抗坏血酸钠和hmteta配体的体积比为20000:(2350~2450):(100~120):(35~38),氯化铜溶液为50mm,抗坏血酸钠为100mm,室温下反应2~3h。
12、进一步地,s3中,偶联物2溶液浓度为2~2.2mg/ml,乙醇浓度40~50%,偶联物2溶液与乙醇等体积混匀,室温下反应10~20min。
13、本发明还提供一种柔抛防污瓷砖的制备方法,包括如下步骤:
14、(1)制备坯体层:根据坯体层的配方称取对应重量份的原料,加入水,投入到球磨机中进行球磨,得到坯体浆料,然后经过过筛除铁、喷雾造粒、陈腐均化、压制成型、干燥后,制得坯体层;
15、(2)制备底釉层:根据底釉层的配方称取对应重量份的原料,加入水,投入到球磨机中进行球磨,然后经过除铁,得到底釉浆料,在所述坯体上施加底釉,得到底釉层;
16、(3)制备图案层:在所述底釉层上加图案,得到图案层;
17、(4)制备保护釉层:根据保护釉的配方称取对应重量份的原料,加入水,投入到球磨机中进行球磨,然后经过除铁,得到保护釉浆料,在所述图案层上施加保护釉,得到保护釉层;
18、(5)烧制:将带有底釉层、图案层、保护釉层的放入窑炉里面进行烧结,得到瓷砖坯体;
19、(6)抛光:采用第一目数树脂磨片对所述瓷砖坯体进行粗磨抛光,得到粗抛光品,接着使用第二目数树脂磨片进行中磨抛光,得到中抛光品,最后用纤维刷对砖面进行柔磨抛光,得到柔抛光品;
20、(7)清洁:用水清洗柔抛光品表面,并进行干燥处理,得到洁净干燥的柔抛光品;
21、(8)喷涂抗菌蛋白偶联防污涂层:将抗菌蛋白偶联防污涂层均匀喷涂在洁净干燥的柔抛光品的表面,待成膜后,得到柔抛防污瓷砖预成品;
22、(9)将柔抛防污瓷砖预成品浸泡在戊二醛溶液中,反应结束,用水清洗晾干后,得到柔抛防污瓷砖。
23、进一步地,步骤(1)、步骤(2)和步骤(4)中,水的添加比例为25~35%;步骤(3)中,加图案采用喷墨印花、丝网印花或者胶辊印花;步骤(4)中,通过淋釉、喷釉、浸釉方式在图案层表面施加保护釉,重量控制在200~400克每平米;优选的,采用淋釉施加保护釉;步骤(5)中,烧成温度在1100~1280℃,烧成时间控制在35~60分钟;步骤(6)中,第一目数树脂磨片的目数为100~400,第一目数树脂磨片的转速为800~2000rpm,粗磨抛光压力为0.2~0.5mpa;第二目数树脂磨片目数为600~1000,第二目数树脂磨片的转速为1500~3000rpm,中磨抛光压力为0.1~0.6mpa;步骤(8)中,喷涂防污涂层20~30min成膜;步骤(9)中,戊二醛溶液浓度为1%,反应时间为30~50min。
24、综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
25、1、本发明通过使用陶瓷回收料作为坯体层的主要原料之一,可以减少对原生矿物的开采,降低生产成本,并减少废弃物对环境的污染。进一步通过热处理和化学处理对蛇纹石进行改性,热处理过程中,蛇纹石中的mg、si、o等会重新排列组合,形成更稳定的结构,加入铝酸钠溶液充满蛇纹石的孔隙,铝离子可以与蛇纹石中的硅氧四面体结构发生反应,形成更稳定的化学键,从而提高蛇纹石的硬度和耐磨度,达到提升瓷砖硬度和耐磨性的目的;应用至坯体层、底釉层、图案层、保护釉层和抗菌蛋白偶联防污涂层的层级结构后,能够显著提高瓷砖的硬度和耐磨性能。
26、2、本发明通过使用n-琥珀酰亚胺-3-(2-吡啶基二硫代)丙酸酯与抗菌蛋白结合,其中的活性酯基团与抗菌蛋白的胺基发生反应,形成稳定的酰胺键,提高了抗菌蛋白的稳定性,有助于保持抗菌蛋白的生物活性;继续将偶联物1与聚乙二醇甲基丙烯酸酯结合,引入聚乙二醇链,增加抗菌蛋白的亲水性和生物相容性;最后加入乙醇溶液,提高涂层的流动性,不仅使喷涂时更加均匀,而且提高了涂层在瓷砖表面的附着力,该涂层能有效抵抗各种污渍,包括水性和油性物质,使瓷砖防污性能增强。
1.一种柔抛防污瓷砖,其特征在于,由下至上依次包括坯体层、底釉层、图案层、保护釉层和抗菌蛋白偶联防污涂层;坯体层以重量份计包括以下原料:陶瓷回收料42~46份、高岭土20~45份、白云石32~35份、硅灰石26~28份、钠长石25~32份、钾长石12~16份、高铝粘土15~30份和改性蛇纹石20~25份;底釉层以重量份计包括以下原料:钠长石22~35份、钾长石12~26份、石英砂12~25份、氧化镁3~6份和氧化铝2~8份;保护釉层以重量份计包括以下原料:熔块35~43份、悬浮胶水52~65份、聚乙烯蜡乳液3~6份、渗透剂1~2份、钠长石6~8份、钾长石6~8份、石英5~10份、烧滑石2~4份、碳酸钡2~3份、煅烧氧化锌4~5份和高岭土3~8份。
2.根据权利要求1所述的一种柔抛防污瓷砖,其特征在于,所述陶瓷回收料以重量份计包括以下原料:50~60wt%陶瓷废料、5~30wt%粘土、5~20wt%石英砂、5~10wt%长石和5~10wt%添加物;所述添加物为滑石、白云石、硼砂、硼酸、氧化铁和氧化铝中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种柔抛防污瓷砖,其特征在于,所述改性蛇纹石制备时将蛇纹石粉碎至50~80μm,以2~3℃/min的速度加热至温度为470~500℃,保温50~70min,再以1.2~2.0℃/min的速度加热至1100~1200℃,再加入与蛇纹石等重量的浓度为80~95mg/l的铝酸钠溶液,混合均匀,保温40~60min,自然冷却至室温,得到改性蛇纹石。
4.根据权利要求1所述的一种柔抛防污瓷砖,其特征在于,所述熔块的目数为300~700目;所述渗透剂为椰油酰胺丙基甜菜碱、氧乙烯烷醇酰胺、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种柔抛防污瓷砖,其特征在于,所述抗菌蛋白偶联防污涂层的制备,包括如下步骤:
6.根据权利要求5所述的一种柔抛防污瓷砖,其特征在于,s1中,所述抗菌蛋白为乳过氧化物酶、溶葡萄球菌酶,抗菌蛋白溶液的浓度为4~6mg/ml,n-琥珀酰亚胺-3-(2-吡啶基二硫代)丙酸酯的dmso溶液的浓度为140~155mg/ml,抗菌蛋白溶液与spdp的dmso溶液混合的体积比为200:1,室温下搅拌2~3h。
7.根据权利要求5所述的一种柔抛防污瓷砖,其特征在于,s2中,聚乙二醇甲基丙烯酸酯的peg链中乙二醇单元的数量为5,偶联物1与聚乙二醇甲基丙烯酸酯的重量之比为15:(26~28),偶联物1与聚乙二醇甲基丙烯酸酯的浓度分别为1.3~1.5mg/ml、2.7~2.8mg/ml,氩气下鼓泡45~50min;混合液1、氯化铜溶液、抗坏血酸钠和hmteta配体的体积比为20000:(2350~2450):(100~120):(35~38),氯化铜溶液为50mm,抗坏血酸钠为100mm,室温下反应2~3h。
8.根据权利要求5所述的一种柔抛防污瓷砖,其特征在于,s3中,偶联物2溶液浓度为2~2.2mg/ml,乙醇浓度40~50%,偶联物2溶液与乙醇等体积混匀,室温下反应10~20min。
9.根据权利要求1~8任意一项所述的一种柔抛防污瓷砖的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
10.根据权利要求9所述的一种柔抛防污瓷砖的制备方法,其特征在于,步骤(1)、步骤(2)和步骤(4)中,水的添加比例为25~35%;步骤(3)中,加图案采用喷墨印花、丝网印花或者胶辊印花;步骤(4)中,通过淋釉、喷釉、浸釉方式在图案层表面施加保护釉,重量控制在200~400克每平米;步骤(5)中,烧成温度在1100~1280℃,烧成时间控制在35~60分钟;步骤(6)中,第一目数树脂磨片的目数为100~400,第一目数树脂磨片的转速为800~2000rpm,粗磨抛光压力为0.2~0.5mpa;第二目数树脂磨片目数为600~1000,第二目数树脂磨片的转速为1500~3000rpm,中磨抛光压力为0.1~0.6mpa;步骤(8)中,喷涂防污涂层20~30min成膜;步骤(9)中,戊二醛溶液浓度为1%,反应时间为30~50min。